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近年来,我国城市化进程的飞速发展伴随着大量建筑废弃物的产生,废弃混凝土占据了主要部分;同时,大量的待建建筑使得混凝土的需求量大增,又造成天然资源的匮乏。考虑到资源和能源的有限性,改善和降低环境负担等,将废弃混凝土循环再生利用,符合可持续发展的要求,具有很大的经济、环境和社会效益。我国近年来相继进行了利用废弃混凝土作为混凝土骨料配制混凝土的研究,并制定了再生混凝土骨料规范,推进了再生混凝土骨料应用的进程。但在实际应用中,仍存在很多问题需要解决。本文针对再生混凝土骨料现阶段使用中的问题和人们存在的顾虑开展研究,具有重要的现实意义。
本课题以再生粗骨料为主要研究对象,研究再生粗骨料取代天然粗骨料后,混凝土的工作性能、力学性能、断裂性能及微结构的变化,旨在研究再生粗骨料在中低标号混凝土中大量应用的可行性。
再生粗骨料具有密度低、压碎值大、吸水率高等特点。再生粗骨料取代天然粗骨料后,混凝土坍落度变小、坍落度损失变大,但保水性和黏聚性变好,同时影响再生混凝土凝结时间。再生混凝土试件的破坏过程和破坏模式与普通混凝土基本一致,完全取代时,抗压强度最大降幅为20%,劈拉强度最大降幅为12%,抗折强度最大降幅为14%,弹性模量为普通混凝土的79%~85%。在本次试验的基础上,以普通混凝土力学性能指标转换关系为参考模型,采用非线性回归的方法,建立了再生混凝土力学性能指标之间的转换关系。结合混凝土断裂力学的基本理论,完全取代时,28d断裂韧度为普通混凝土的(89.61~94.56)%;28d断裂能为普通混凝土的(90.51~94.87)%;60d的再生混凝土断裂韧度为28d时的(l05.58~106.58)%,60d的再生混凝土断裂能是28d时的(103.47~105.63)%。微结构显示再生粗骨料掺入后,混凝土孔隙率变大,界面过渡区的再生粗骨料和砂浆均存在裂缝,使再生混凝土性能低于普通混凝土。
综合试验结果,选择适当的再生粗骨料取代率配制混凝土,可满足良好的工作性能、力学性能及断裂性能,因此认为再生粗骨料配制中低标号混凝土是完全可行的。